SISTEMA RESPIRATÓRIO

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1 1 SISTEMA RESPIRATÓRIO INDICAÇÃO DE LEITURA 1) GARTNER, L. P. ; HIATT, J. L. Tratado de Histologia. 3 ed. Rio de Janeiro: Elsevier Capítulo 15, páginas ) JUNQUEIRA, L. C. U. ; CARNEIRO, J. Histologia básica. 12 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan Capítulo 17, páginas ) ROSS, M. H. ; WOJCIECH, P. Histologia. Texto e Atlas. 6 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan Capítulo 19, páginas VISÃO GERAL O sistema respiratório consiste em um par de pulmões e uma série de vias que levam o ar para dentro e para fora dos pulmões. Dentro do pulmão, as vias respiratórias ramificam-se em tubos cada vez menores até que espaços aéreos muito pequenos, denominados alvéolos, sejam alcançados como mostrado na figura a seguir. Três funções principais são realizadas pelo sistema respiratório: condução de ar, filtração de ar e troca gasosa (respiração). Além disso, a cavidade nasal e a laringe participam, respectivamente, da produção do olfato e da fala. As vias do sistema respiratório consistem em uma porção condutora e uma porção respiratória. A porção condutora é formada por vias que levam o ar até os locais de ocorrência de trocas gasosas e incluem tanto regiões fora como dentro dos pulmões. As vias condutoras externas aos pulmões consistem nas seguintes: cavidades nasais, nasofaringe, orofaringe, laringofaringe, laringe, traqueia e brônquios principais (primários) que penetram nos pulmões. Dentro dos pulmões, os brônquios principais se ramificam algumas vezes para, por fim, dar origem aos bronquíolos. Os bronquíolos representam a parte final da via condutora. Em conjunto, os brônquios e os bronquíolos constituem a árvore brônquica. A porção respiratória é a parte do trato respiratório na qual ocorre a troca gasosa. Sequencialmente, ela inclui as seguintes estruturas: bronquíolos respiratórios, ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos. As artérias penetram nos pulmões acompanhando os brônquios e se ramificam em vasos menores à medida que seguem a árvore brônquica em direção aos alvéolos, permitindo a ocorrência das trocas gasosas. Os aspectos essenciais do suprimento sanguíneo pulmonar são descritos mais adiante. O ar que passa através das vias respiratórias deve ser modificado antes de alcançar os alvéolos pulmonares. Essa modificação do ar ocorre na porção condutora do sistema respiratório e inclui aquecimento, umedecimento e remoção de materiais particulados. As secreções mucosas e serosas têm um papel importante nesse processo pois participam do umedecimento do ar e também do aprisionamento de partículas que ultrapassaram os pelos espessos e curtos das cavidades nasais denominados vibrissas. O

2 muco, que cobre quase todo o lúmen das vias condutoras, é constantemente produzido pelas células caliciformes e por glândulas e constantemente movido na direção da faringe por meio de movimentos de varredura coordenados pelos cílios e, em seguida, são normalmente deglutidos ou expectorados. CAVIDADES NASAIS As cavidades nasais são câmaras emparelhadas separadas por um septo ósseo e cartilaginoso. Elas são espaços com uma base larga que repousa sobre o palato duro e o mole. O arcabouço esquelético das cavidades nasais é formado por ossos e cartilagens e a maior parte desse arcabouço está localizada na região central do crânio. Cada cavidade nasal se comunica anteriormente com o ambiente externo através das narinas e, posteriormente, com a nasofaringe através das coanas. Lateralmente às cavidades nasais estão os seios paranasais e o ducto nasolacrimal, que drena as lágrimas dos olhos para dentro da cavidade nasal. Cada cavidade nasal é dividida em três regiões: (1) vestíbulo, que é um espaço da cavidade nasal em continuação às narinas e revestido por pele, (2) segmento respiratório, que é a maior parte (dois terços inferiores) das cavidades nasais e revestido por mucosa respiratória e (3) segmento olfatório, que está localizado no teto (terço superior) de cada cavidade nasal e revestido por mucosa olfatória especializada. Observe a figura a seguir acompanhando a descrição das regiões que formam as cavidades nasais. 2 VESTÍBULO O vestíbulo faz parte da porção externa do nariz e se comunica anteriormente, através das narinas, com o ambiente externo. Ele é revestido por pele fina sendo uma continuação da pele da face com numerosas glândulas sebáceas e sudoríparas, e um número variável de vibrissas que aprisionam grandes partículas. Posteriormente, onde os vestíbulos terminam, o epitélio estratificado pavimentoso torna-se mais fino e sofre uma mudança para o epitélio pseudoestratificado cilíndrico ciliado sem glândulas e sem vibrissas. SEGMENTO RESPIRATÓRIO O segmento respiratório constitui a maior parte das cavidades nasais. Ele é revestido pela mucosa respiratória formada pelo epitélio pseudoestratificado cilíndrico ciliado em sua superfície e lâmina própria abaixo firmemente aderida ao periósteo ou ao pericôndrio do osso ou da cartilagem adjacente. A parede medial do segmento respiratório, o septo nasal, é lisa, porém as paredes laterais são pregueadas pela presença de três projeções ósseas semelhantes a prateleiras, denominadas conchas nasais (ou cornetos). As conchas nasais dividem cada cavidade nasal em câmaras de ar separadas e desempenham um papel duplo: aumentam a eficiência de aquecimento do ar inspirado e aumentam a eficiência da filtração do ar inspirado. O epitélio pseudoestratificado cilíndrico ciliado da mucosa respiratória é composto por cinco tipos celulares: (1) as células cilíndricas ciliadas cujos cílios se projetam no muco cobrindo a superfície do epitélio, (2) as células caliciformes, que sintetizam e secretam muco, (3) as células em escova, células dotadas de microvilosidades curtas que possivelmente atuam como células sensoriais, (4) as células basais, que são

3 células-tronco a partir das quais se originam os outros tipos celulares e (5) as células granulares pequenas também conhecidas como células do sistema neuroendócrino difuso (SNED) ou células de Kulchitsky. Essas células se assemelham às células basais, porém contêm grânulos secretores contendo hormônios que podem controlar a contração e o relaxamento da musculatura lisa dos brônquios e dos bronquíolos. O epitélio do segmento respiratório da cavidade nasal é essencialmente o mesmo epitélio que reveste as outras regiões da parte condutora do sistema respiratório. Como o epitélio respiratório da traqueia é estudado e examinado preferencialmente em relação ao da cavidade nasal, os tipos celulares citados serão discutidos adiante no tópico sobre a traqueia. A lâmina própria da mucosa respiratória tem uma rica rede vascular que inclui muitas alças de capilares permitindo que o ar inalado seja aquecido pelo sangue que flui por essas alças. A lâmina própria também contém glândulas seromucosas cujas secreções suplementam as das células caliciformes do epitélio respiratório. As partículas suspensas no ar inspirado se aderem ao muco da cavidade nasal e são transportadas para a faringe por meio de movimentos de varredura coordenados pelos cílios e, em seguida, deglutidas ou expectoradas. SEGMENTO OLFATÓRIO O segmento olfatório está localizado no teto de cada cavidade nasal e nas paredes superiores laterais e mediais da cavidade nasal. Essa região é revestida por uma mucosa olfatória especializada formada pelo epitélio olfatório e por uma lâmina própria que está aderida ao periósteo do osso etmoide e contém vasos sanguíneos, vasos linfáticos, feixes de axônios não mielinizados das células receptoras olfatórias e glândulas de Bowman. Nos seres humanos, a área de superfície total da mucosa olfatória é apenas de 10 cm 2. Nos animais com sentido agudo de olfato, a área de superfície total da mucosa olfatória é consideravelmente mais extensa. Por exemplo, em certas espécies de cães podemos encontrar mais de 150 cm 2. O epitélio olfatório também é o pseudoestratificado, porém contém tipos celulares muito diferentes e é desprovido de células caliciformes. O epitélio pseudoestratificado cilíndrico ciliado da mucosa olfatória é composto por três tipos celulares: (1) células receptoras olfatórias, que são neurônios bipolares que penetram no sistema nervoso central, (2) as células de sustentação, que são células colunares que fornecem suporte mecânico e metabólico às células receptoras olfatórias e ainda sintetizam e secretam as proteínas de ligação aos odorantes e (3) as células basais, que são células-tronco a partir das quais são formadas novas células receptoras olfatórias e novas células de sustentação. Observe a figura a seguir acompanhando a descrição dessas células. 3 As células receptoras olfatórias são neurônios bipolares com núcleos arredondados localizados mais proximamente da lâmina basal do que da superfície do epitélio. A região apical de cada uma dessas células tem um prolongamento dendrítico único que se projeta além da superfície epitelial tendo na extremidade uma estrutura denominada botão olfatório. Imagens da microscopia eletrônica mostram entre 10 a 23 longos cílios imóveis se entendendo de cada botão olfatório paralelamente à superfície epitelial. O olfato humano é pouco desenvolvido quando comparado ao de outros mamíferos pois contém apenas cerca de 20 milhões de células

4 receptoras olfatórias. Um cachorro, por exemplo, tem mais de 100 milhões de células receptoras olfatórias, cada qual com pelo menos 100 cílios olfatórios. O polo basal da célula receptora olfatória dá origem a um prolongamento axônico não mielinizado que deixa o compartimento epitelial, atravessa a lâmina basal e se une a outros axônios semelhantes para formar feixes de axônios na lâmina própria. Esses axônios embora não sejam mielinizados, são envolvidos por células semelhantes às células de Schwann. Os feixes de axônios das células receptoras olfatórias atravessam a placa cribiforme do osso etmoide, a dura-máter, a aracnoide e, finalmente, são circundados pela pia-máter, penetrando no bulbo olfatório do cérebro para fazer sinapses com outros neurônios denominados células mitrais. O local dessas sinapses recebe o nome de glomérulo e os axônios das células mitrais, que já pertencem ao nervo olfatório (nervo craniano I), se convergem no trato olfatório. Esses axônios se direcionam para a área olfatória do córtex cerebral. Observe a figura a seguir. 4 Estudos mostram que as células receptoras olfatórias têm um ciclo de vida de cerca de 1 mês. Quando lesionadas, elas são rapidamente substituídas. As células receptoras olfatórias parecem ser os únicos neurônios no sistema nervoso que são prontamente substituídos durante a vida pós-natal. Os receptores olfatórios (RO) são proteínas localizadas na membrana plasmática dos cílios olfatórios e estão envolvidos diretamente com a transdução olfatória. Transdução é o processo pelo qual um estímulo ambiental causa uma resposta elétrica em um receptor sensorial. Os sinais químicos, denominados odorantes, antes de atingirem os receptores olfatórios, se ligam seletivamente às proteínas ligadoras de odorantes (OBP) que são proteínas pequenas hidrossolúveis, sintetizadas e secretadas pelas células de sustentação. Primeiramente, os odorantes que entram são solubilizados pela secreção serosa produzida pelas glândulas de Bowman. Em seguida, as OBP agem como transportadores moleculares que levam os odorantes e os entregam aos receptores olfatórios localizados na membrana plasmática dos cílios. Os receptores olfatórios são específicos para as células receptoras olfatórias e pertencem à família dos receptores acoplados à proteína G. Quando estimulados pelos odorantes, os RO ativam a enzima adenililciclase e iniciam uma cascata de eventos iniciados pelo monofosfato cíclico de adenosina (AMPc). O AMPc se liga a proteínas específicas dos canais de Na + e Ca ++ levando ao influxo desses íons, que é responsável pela despolarização da célula receptora olfatória que gera o potencial de ação. Observe a figura a seguir.

5 As células de sustentação são as células mais numerosas no epitélio olfatório e seus núcleos ovais ocupam uma posição mais apical no epitélio em comparação com os núcleos das outras células. Essas células são cilíndricas e contêm microvilosidades na membrana plasmática apical e mantêm junções de adesão com as receptoras olfatórias, porém não existem junções comunicantes nem zônulas de oclusão. As células de sustentação além de secretarem as moléculas de OBP, oferecem um suporte físico às células receptoras olfatórias. As células basais são células pequenas localizadas próximas da lâmina basal cujos núcleos situam-se em um nível abaixo dos núcleos das células receptoras olfatórias. Essas células funcionam como células de reserva ou células-tronco das células receptoras olfatórias e das células de sustentação. As glândulas de Bowman são glândulas características da mucosa olfatória e são glândulas serosas que lançam suas secreções através de ductos na superfície olfatória. A secreção serosa das glândulas de Bowman serve como solvente para os odorantes. O fluxo constante dessas glândulas também libera a mucosa olfatória dos odorantes remanescentes de modo que novos odorantes possam ser continuamente detectados à medida que penetram na mucosa olfatória. Uma característica identificadora da mucosa olfatória em uma preparação histológica é a presença de feixes de axônios das células receptoras olfatórias na lâmina própria ao lado das glândulas de Bowman. SEIOS PARANASAIS Os seios paranasais são espaços preenchidos com ar no interior dos ossos que formam as paredes da cavidade nasal. Os seios paranasais são extensões do segmento respiratório da cavidade nasal e são revestidos por mucoperiósteo, um tipo de mucosa respiratória formada por epitélio respiratório (epitélio pseudoestratificado cilíndrico ciliado com células caliciformes) e por uma lâmina própria fundida ao periósteo do osso paranasal. Essa lâmina própria é formada por tecido conjuntivo que varia entre frouxo e denso não modelado bastante vascularizado com glândulas seromucosas e elementos linfoides. Os seios são designados de acordo com o osso no qual são encontrados (etmoide, frontal, esfenoide e maxilar) e se comunicam com as cavidades nasais através de estreitas aberturas. O muco produzido nos seios é varrido em direção às cavidades nasais por movimentos ciliares coordenados. Os seios estão frequentemente sujeitos a infecção aguda após infecção viral das vias respiratórias altas. FARINGE A faringe se inicia a partir das coanas e se estende até a abertura da laringe. Esta cavidade é subdividida em três regiões: (1) a nasofaringe, em posição superior, (2) a orofaringe, em posição intermediária e (3) a laringofaringe, em posição inferior. A nasofaringe contém as tubas auditivas (antigamente denominadas trompas de Eustáquio) que ligam a nasofaringe a cada ouvido médio. Tanto a nasofaringe como a tuba auditiva são revestidas por mucosa respiratória constituída por epitélio pseudo-estratificado cilíndrico ciliado com células caliciformes e, abaixo desse epitélio, uma lâmina própria formada por tecido conjuntivo que varia entre frouxo e denso não modelado bastante vascularizado com glândulas seromucosas e elementos linfoides. Na lâmina própria da porção posterior da nasofaringe se encontra a tonsila faríngea, uma grande massa de tecido Iinfoide. Já a orofaringe e a laringofaringe são revestidas por uma mucosa semelhante a encontrada no esôfago formada por epitélio estratificado pavimentoso não-queratinizado. LARINGE A laringe, um tubo curto com 4 cm de comprimento e aproximadamente 4 cm de diâmetro, está situada entre a faringe e a traqueia, na parte média do pescoço, ao nível do pomo de adão, uma saliência da pele anterior do pescoço, produzida pela cartilagem tireoide. A parede da laringe é formada por uma série de cartilagens que se articulam entre si e por músculos que juntos participam da deglutição e da fonação através da movimentação das pregas vocais. As cartilagens da laringe são a tireoide, a cricoide e a epiglote (ímpares) e a aritenoide, a corniculada e a cuneiforme (pares). As cartilagens tireoide, cricoide e aritenoide são cartilagens hialinas e podem sofrer calcificação, que se inicia depois dos 20 anos de idade. As restantes são cartilagens elásticas. Essas cartilagens são conectadas umas às outras por ligamentos e seus movimentos são controlados por músculos esqueléticos que são divididos em músculos extrínsecos e músculos intrínsecos. Os músculos extrínsecos são responsáveis pela elevação e abaixamento da laringe como um todo sendo, a maioria, inserida no osso hioide como, por exemplo, os músculos tireo-hioide, estilo-hioide, milo-hoide, omo-hioide e esterno-hioide. Durante a respiração, a cartilagem epiglote está na posição vertical, permitindo o fluxo de ar. Entretanto, durante a deglutição, os músculos extrínsecos posicionam a cartilagem epiglote horizontalmente, fechando a entrada da laringe (ádito da laringe), impedindo a entrada de alimento na laringe. Já os músculos intrínsecos da laringe são músculos que se inserem nas próprias cartilagens da laringe como, por exemplo, os músculos tireo-aritenoide, crico-tireoide e crico-aritenoide. Esses músculos participam da fonação, pois estão envolvidos com a movimentação de duas articulações entre as cartilagens da laringe: a articulação crico-tireoide e a articulação crico-aritenoide, ambas consideradas articulações sinoviais. A 5

6 articulação crico-tireoide ocorre entre os cornos inferiores da cartilagem tireoide e a face lateral da cartilagem cricoide, permitindo movimentos de flexão e extensão de uma cartilagem sobre a outra. Já a articulação crico-aritenoide ocorre entre as bases das cartilagens aritenoides e face superior da cartilagem cricoide permitindo o movimento de rotação em torno de um eixo vertical e de tração lateral das aritenoides. Os movimentos proporcionados por essas duas articulações provocam alterações no grau de tensão das pregas vocais. Observe a figura a seguir que mostras as cartilagens da laringe em vista posterior. 6 A cavidade da laringe é dividida em três porções: vestíbulo, glote e cavidade infraglótica. O vestíbulo inicia no ádito da laringe e engloba as pregas vestibulares (pregas ventriculares ou falsas cordas vocais) e os ventrículos. A glote corresponde à região das pregas vocais (cordas vocais verdadeiras) e o espaço entre as pregas é denominado rima da glote. A cavidade infraglótica é a região da laringe limitada superiormente pelas pregas vocais e inferiormente pelo início da traqueia. A mucosa ao longo da laringe não é uniforme. Na face ventral e parte da face dorsal da epiglote, bem como nas pregas vocais, a mucosa está sujeita a atrito e desgaste sendo, portanto, formada pelo epitélio estratificado pavimentoso não queratinizado e lâmina própria por tecido conjuntivo denso não modelado sem glândulas seromucosas. Nas demais regiões, a mucosa é a respiratória constituída por epitélio pseudo-estratificado cilíndrico ciliado com células caliciformes e, abaixo desse epitélio, uma lâmina própria formada por tecido conjuntivo que varia entre frouxo e denso não modelado bastante vascularizado com glândulas seromucosas e elementos linfoides. As pregas vocais são duas pregas de mucosa que se projetam para dentro do lúmen da laringe. Como essas pregas controlam o fluxo de ar através da laringe e vibram para produzir som, a mucosa é constituída de epitélio estratificado pavimentoso não queratinizado e tecido conjuntivo denso, para proteção contra o atrito causado pela corrente de ar que se movimenta rapidamente nessa região. Abaixo da mucosa das pregas vocais se encontram o ligamento vocal formado por tecido elástico e o músculo tireo-aritenoide denominado músculo vocal, um dos músculos intrínsecos da laringe. O ligamento vocal e os músculos intrínsecos da laringe que, como já descrito, estão inseridos nas próprias cartilagens, são responsáveis pela geração de tensão nas pregas vocais produzindo abertura e fechamento da glote. O ar expelido dos pulmões que atravessa o estreito espaço da glote faz com que as pregas vocais vibrem. A frequência dessas vibrações é alterada pela tensão das pregas vocais e pela mudança do grau de abertura da glote. Essas alterações da frequência de vibrações produzem sons de diferentes tonalidades. Os sons criados pela laringe durante o processo de fonação são modificados nas porções superiores do sistema respiratório (nasofaringe, cavidades nasais e seios paranasais) e na cavidade oral para produzir os sons da fala. Assista aos vídeos nos endereços eletrônicos a seguir. O primeiro é uma laringoscopia mostrando os movimentos das cordas vocais durante a produção de sons. O segundo mostra os movimentos das cartilagens que acarretam a movimentação das cordas vocais. Acima das pregas vocais se encontra uma abertura na parede da laringe denominada ventrículo. Imediatamente acima do ventrículo se encontra outro par de pregas, as pregas vestibulares revestidas por

7 mucosa respiratória constituída por epitélio pseudo-estratificado cilíndrico ciliado com células caliciformes e, abaixo desse epitélio, uma lâmina própria formada por tecido conjuntivo que varia entre frouxo e denso não modelado bastante vascularizado com glândulas seromucosas e elementos linfoides. Essas pregas não contêm músculo intrínseco da laringe como ocorre com as cordas vocais verdadeiras e, consequentemente, não participam da fonação. Elas e o ventrículo, no entanto, são importantes para criar a ressonância sonora. O lúmen abaixo das pregas vocais (cavidade infraglótica) volta a ser revestido por mucosa respiratória constituída por epitélio pseudo-estratificado cilíndrico ciliado com células caliciformes e, abaixo desse epitélio, uma lâmina própria formada por tecido conjuntivo que varia entre frouxo e denso não modelado bastante vascularizado com glândulas seromucosas e elementos linfoides. Observe as fotomicrografias a seguir e acompanhe a descrição. A fotomicrografia à esquerda mostra a laringe em corte longitudinal e as setas indicam a presença de nódulos linfáticos. A fotomicrografia à direita acima mostra uma ampliação da prega ventricular e a fotomicrografia à direita abaixo mostra uma ampliação da prega vocal. 7 TRAQUEIA A traqueia é um tubo flexível de cerca de 2,5 cm de diâmetro e cerca de 10 cm de comprimento e estende-se a partir da laringe até aproximadamente o meio do tórax, onde se divide nos dois brônquios principais (primários). A parede da traqueia é dividida em quatro túnicas definidas: (1) mucosa, composta de um epitélio pseudoestratificado cilíndrico ciliado e uma lâmina própria rica em fibras elásticas, (2) submucosa, composta de um tecido conjuntivo um pouco mais denso que a lâmina própria, (3) cartilaginosa, formada pelos anéis de cartilagem hialina em forma de C e (4) adventícia, composta de tecido conjuntivo que liga a traqueia às estruturas adjacentes. MUCOSA O epitélio da traqueia é o epitélio respiratório encontrado também em outras regiões da parte condutora do sistema respiratório e é formado por cinco tipos celulares: (1) as células cilíndricas ciliadas, (2) as células caliciformes, (3) as células em escova, (4) as células basais e (5) as células de Kulchitsky. As células cilíndricas ciliadas, o tipo de célula mais numeroso do epitélio da traqueia, se estendem através da espessura completa do epitélio. Cada célula cilíndrica tem aproximadamente 250 cílios, todos projetados na membrana plasmática luminal. Os cílios proporcionam um movimento coordenado de varredura

8 de muco na direção da faringe. As células cilíndricas ciliadas funcionam como uma "escada rolante" servindo como um importante mecanismo protetor para a remoção de pequenas partículas inaladas. As células caliciformes estão localizadas por entre as células cilíndricas ciliadas e também se estendem através da espessura completa do epitélio. Elas são facilmente visualizadas no microscópio óptico após terem acumulado grânulos de mucinogênio em seu citoplasma. Embora o mucinogênio seja eliminado nas preparações histológicas, a célula caliciforme é identificada pelo citoplasma claro e pela ausência de cílios na superfície apical. Em contraste com as células cilíndricas ciliadas, o número de células caliciformes aumenta durante irritação crônica das vias respiratórias. As células em escova são dotadas de microvilosidades curtas na superfície apical tendo na sua superfície basal contato sináptico com dendritos de neurônios sensoriais. Portanto, a célula em escova é considerada uma célula receptora sensorial informando o SNC sobre condições químicas do ar que passa pelo trato respiratório. As células basais, localizadas na região do epitélio próxima à membrana basal, atuam como células-tronco servindo como células de reserva que mantêm a substituição das células epiteliais. As células de Kulchitsky (células K) são representantes respiratórias das células enteroendócrinas derivadas do intestino. Sua presença é explicada pela origem do sistema respiratório a partir de uma evaginação do intestino anterior. São células difíceis de serem distinguidas das células basais na microscopia óptica tradicional. Seu citoplasma contém muitas vesículas de secreção contendo diferentes hormônios peptídeos como catecolaminas, serotonina, a calcitonina e o peptídio liberador de gastrina. A função dessas células não é bem compreendida, mas parecem funcionar na regulação de reflexos respiratórios ou do calibre das vias respiratórias. Uma membrana basal bastante espessa está localizada sob o epitélio da traqueia formada por fibras colágenas densamente dispostas. A lâmina própria é formada por um tecido conjuntivo frouxo contento uma grande quantidade de linfócitos, muitos dos quais se infiltram no epitélio. Nódulos linfáticos também podem estar presentes, tanto na lâmina própria da mucosa quanto na submucosa da parede traqueal. Por entre as fibras colágenas do tecido conjuntivo frouxo da lâmina própria se encontram numerosas fibras elásticas e, onde a lâmina própria termina, o material elástico é mais extenso, formando uma membrana elástica que marca o limite entre a lâmina própria e a submucosa. No entanto, em preparações histológicas com coloração hematoxilina-eosina (HE), esse limite não é evidente. SUBMUCOSA A submucosa é diferente daquela encontrada em muitos outros órgãos, na qual o tecido conjuntivo tipicamente tem um caráter denso. Na traqueia, a submucosa é um tecido conjuntivo relativamente frouxo de aparência semelhante à lâmina própria, o que torna difícil determinar onde ela começa. A submucosa contém vasos sanguíneos, vasos linfáticos e alguns nódulos linfáticos. As glândulas da submucosa, referidas como glândulas seromucosas, contêm ácinos mucosos, ácinos serosos e ácinos mistos. Seus ductos consistem em um epitélio simples cúbico e se estendem através da lâmina própria para liberar seu produto na superfície epitelial. Pequenas células mioepiteliais estão localizadas na base dos ácinos e, por meio de contração, auxiliam na expulsão das secreções. As partículas suspensas no ar inspirado se aderem ao muco produzido, tanto pelas glândulas seromucosas da submucosa como pelas células caliciformes do epitélio. O muco contendo as partículas aprisionadas é então transportado em direção à laringe por meio de movimentos de varredura coordenados pelos cílios. A secreção serosa das glândulas seromucosas tem uma importância crucial no sentido de facilitar a movimentação dos cílios, não apenas na traqueia, mas em todas as outras regiões condutoras do sistema respiratório onde a secreção das glândulas seromucosas é liberada na superfície de um epitélio ciliado. É, na verdade, a secreção serosa (e não o muco) que entra em contato direto com os cílios. Assim, os cílios podem realizar seus movimentos muito mais facilmente. A movimentação dos cílios movimenta a secreção serosa e consequentemente o muco que flutua sobre a secreção serosa. A camada submucosa termina quando suas fibras de tecido conjuntivo se mesclam com o pericôndrio da camada cartilaginosa. CAMADA CARTILAGINOSA Um aspecto importante da traqueia é a presença de uma série de cartilagens hialinas em formato de C que são empilhadas umas sobre as outras para formar uma estrutura de suporte que impede o colapso do lúmen da traqueia. Essas cartilagens, em número entre 16 e 20 nos seres humanos, separam a submucosa da adventícia e algumas vezes elas se sobrepõem com as cartilagens adjacentes, porém seu arranjo fornece flexibilidade ao tubo traqueal durante os movimentos respiratórios. Com a idade, a cartilagem hialina pode ser parcialmente substituída por tecido ósseo, fazendo com que ela perca grande parte de sua flexibilidade. O intervalo entre as duas extremidades da cartilagem em forma de C, onde a traqueia é adjacente à parede do esôfago, é preenchido por uma membrana fibroelástica que contém o músculo liso traqueal. Na tosse, ocorre a contração do músculo liso traqueal provocando a diminuição do diâmetro do lúmen da 8

9 traqueia, resultando em um fluxo mais rápido de ar, o que auxilia na saída de partículas estranhas, muco ou irritantes químicos. ADVENTÍCIA A adventícia, a camada mais externa da parede da traqueia, é formada por tecido conjuntivo frouxo e situa-se perifericamente aos anéis cartilaginosos e ao músculo liso traqueal. Esse tecido liga a traqueia às estruturas adjacentes e contém vasos sanguíneos, nervos e vasos linfáticos que suprem a parede traqueal. BRÔNQUIOS A traqueia se divide em dois brônquios primários. Ao entrar no hilo pulmonar, cada brônquio primário se divide em brônquios secundários (ou lobares). O pulmão direito é dividido em três lobos (superior, médio e inferior) e o pulmão esquerdo é dividido em dois lobos (superior e inferior). Portanto, o brônquio direito se divide em três brônquios secundários e, o brônquio esquerdo, em dois brônquios secundários sendo que cada brônquio secundário supre um lobo pulmonar. Cada lobo pulmonar é ainda subdividido em segmentos broncopulmonares. Assim, cada brônquio secundário se divide em brônquios terciários (ou segmentares). Cada brônquio terciário supre um segmento broncopulmonar. Observe a figura a seguir. 9 No pulmão direito, o lobo superior é formado pelos segmentos brocopulmonares 1, 2 e 3, o lobo médio pelos segmentos brocopulmonares 4 e 5 e o lobo inferior pelos segmentos broncopulmonares de 6 a 10. No pulmão esquerdo, o lobo superior é formado pelos segmentos broncopulmonares de 1 a 5 e o lobo inferior é formado pelos segmentos broncopulmonares de 6 a 10. Os lobos e os segmentos broncopulmonares se tornam importantes quando uma patologia pulmonar se limita a uma determinada área podendo, nesse caso, realizar a retirada cirúrgica de um lobo (lobectomia) ou de um segmento broncopulmonar (segmentectomia). Inicialmente, os brônquios têm a mesma estrutura histológica geral que a traqueia. No ponto onde os brônquios primários penetram nos pulmões para se tornarem brônquios intrapulmonares, a estrutura da parede brônquica se modifica. Os anéis cartilaginosos são substituídos pelas placas cartilaginosas de formato irregular. As placas estão distribuídas ao redor de toda a circunferência da parede, conferindo aos brônquios um formato circular, ao contrário do formato ovoide da traqueia. À medida que os brônquios diminuem de tamanho devido as ramificações, as placas de cartilagem tornam-se menores e menos numerosas. Finalmente, as placas desaparecem no ponto onde as vias respiratórias alcançam o diâmetro de cerca de 1 milímetro e, nesse momento, o ramo é denominado bronquíolo. Outras modificações observadas à medida que os brônquios se ramificam são a redução na altura do epitélio e gradual diminuição na quantidade de células caliciformes e de células ciliadas. A segunda transformação observada na parede do brônquio intrapulmonar é a adição de músculo liso para formar uma camada circunferencial completa. A camada de músculo liso torna-se cada vez mais evidente à medida que a quantidade de cartilagem diminui. Inicialmente, o músculo liso forma uma camada contínua, mas nos brônquios menores, a camada de músculo liso pode se apresentar de modo descontínuo. A estimulação vagal parassimpática causa a contração dessa musculatura lisa, enquanto que a estimulação

10 simpática provoca seu relaxamento. Como esse músculo liso forma uma camada separada, pode-se considerar que a parede dos brônquios possui cinco camadas: (1) mucosa, (2) muscular, (3) submucosa, (4) cartilaginosa e (5) adventícia. A mucosa é composta de epitélio pseudoestratificado com a mesma composição celular da traqueia. A altura das células diminui à medida que os brônquios se ramificam. Nas preparações histológicas coradas com HE, a membrana basal é evidente nos brônquios principais, porém rapidamente diminui de espessura e não é mais observada nos brônquios secundários. A lâmina própria é semelhante à da traqueia, porém a sua espessura é reduzida conforme o diâmetro dos brônquios diminui. Pequenos nódulos linfáticos são comumente observados na lâmina própria. A camada muscular é uma camada contínua de músculo liso nos brônquios mais calibrosos, porém pode se tornar descontínua nos brônquios menores. A contração do músculo liso dessa camada regula o diâmetro da parte condutora do sistema respiratório. A camada submucosa permanece como um tecido conjuntivo relativamente frouxo. Estão presentes glândulas seromucosas bem como um tecido adiposo nos brônquios maiores. A camada cartilaginosa consiste em placas cartilaginosas de formato irregular que se tornam menores à medida que os brônquios se ramificam. A adventícia é composta de tecido conjuntivo moderadamente denso que é contínuo com o tecido conjuntivo de estruturas adjacentes. BRONQUÍOLOS Os bronquíolos são ductos condutores de ar que medem 1 mm ou menos de diâmetro. Ramificação dos brônquios terciários produzem os primeiros bronquíolos que, a partir daí se ramificam repetidamente com cerca de 15 gerações de ramificação, dando origem aos bronquíolos terminais que também se ramificam dando origem aos bronquíolos respiratórios. Os bronquíolos respiratórios possuem alvéolos pulmonares em sua parede e, por isso, são considerados a primeira porção respiratória do sistema respiratório estando envolvidos tanto na condução de ar quanto na troca gasosa. Os bronquíolos maiores ainda possuem epitélio pseudoestratificado cilíndrico ciliado, mas que, gradualmente, se transforma em epitélio simples cilíndrico ciliado à medida que os bronquíolos se ramificam. As células caliciformes ainda estão presentes nos bronquíolos maiores, porém são gradativamente substituídas por células denominadas células de Clara e não estando mais presentes nos bronquíolos terminais. Não existem glândulas seromucosas nos bronquíolos. As placas de cartilagem, características dos brônquios, também estão ausentes nos bronquíolos. Uma camada relativamente espessa de músculo liso está presente na parede de todos os bronquíolos. Os segmentos broncopulmonares são ainda subdivididos em lóbulos pulmonares por septos delgados de tecido conjuntivo provenientes da pleura visceral formando, na superfície do pulmão, áreas poligonais (ver figura acima). Um lóbulo pulmonar é uma região formada por um bronquíolo terminal e todas as estruturas resultantes dele (bronquíolos respiratórios, ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos). A menor unidade anatômica é o ácino pulmonar podendo ser visualizado radiologicamente pelos patologistas para ajudar a delinear a extensão de uma lesão pulmonar. Cada ácino pulmonar é constituído por um bronquíolo respiratório e todos os seus ramos (ductos alveolares, sacos alveolares e alvéolos). O conceito de ácino pulmonar é importante para a compreensão dos tipos de enfisema. Observe a figura a seguir. 10 Os bronquíolos terminais são os últimos bronquíolos da porção condutora do sistema respiratório e são revestidos por um epitélio simples cúbico ciliado com as células de Clara localizadas por entre as células ciliadas. As células de Clara aumentam em número à medida que as células ciliadas diminuem ao longo dos bronquíolos. Uma pequena quantidade de tecido conjuntivo forma a lâmina própria abaixo do epitélio, assim como uma camada circunferencial de músculo liso abaixo desse tecido conjuntivo.

11 As células de Clara são células não ciliadas que têm a superfície apical arredondada e a função de secretar uma lipoproteína que impede a adesão do lúmen caso as paredes das vias respiratórias se colabem, sobretudo durante a expiração. Além disso, acredita-se que as secreções das células de Clara possam desempenhar atividade anti-inflamatória e inativar muitas substâncias nocivas inaladas. Os bronquíolos respiratórios formam a primeira região da parte respiratória do sistema respiratório estando envolvidos tanto na condução de ar quanto na troca gasosa. Eles são revestidos por epitélio simples cúbico ciliado com células de Clara tendo alguns alvéolos na sua parede. DUCTOS ALVEOLARES, SACOS ALVEOLARES E ALVÉOLOS Um bronquíolo respiratório se divide em ductos alveolares. A parede dos ductos alveolares é formada por uma sequência linear de alvéolos, um seguido a outro, com algumas áreas contendo aglomerações de células musculares lisas denominadas nós que se projetam no lúmen. Na extremidade final dos ductos alveolares, os nós de músculo liso desaparecem. Um saco alveolar se abre na porção final de cada ducto alveolar. Um saco alveolar contém vários alvéolos cujos lúmens se comunicam entre si. Os alvéolos, pequenos sacos cuja parede é revestida por epitélio simples pavimentoso, são os locais que possuem características que permitem a ocorrência de troca gasosa. Observe a figura a seguir que mostra uma parte de um lóbulo pulmonar. 11 A área de superfície para a troca gasosa é grandemente aumentada pelos alvéolos pulmonares. Os alvéolos são os espaços aéreos terminais do sistema respiratório e os verdadeiros locais de troca gasosa entre o ar e o sangue. Cada alvéolo é circundado por uma rede de capilares que coloca o sangue em íntima proximidade com o ar dentro dos alvéolos. Cerca de 200 milhões de alvéolos são encontrados em cada pulmão com área total de superfície de aproximadamente 75 m 2, cerca do tamanho de uma quadra de tênis. Cada alvéolo é uma câmara de parede fina com aproximadamente 0,2 mm de diâmetro que se comunica com um saco alveolar. CÉLULAS ALVEOLARES Existem três tipos celulares relacionados aos alvéolos pulmonares: células alveolares tipo I, células alveolares tipo li e os macrófagos alveolares. As células alveolares tipo I e as células alveolares tipo li formam o revestimento epitelial dos alvéolos e os macrófagos alveolares estão localizados no lúmen alveolar. Células Alveolares do Tipo I As células alveolares do tipo I, também conhecidas como pneumócitos do tipo I, compreendem apenas 40% de todas as células do revestimento alveolar mas cobre cerca de 95% da superfície alveolar. Elas são células pavimentosas extremamente finas e estão unidas entre si e a outras células do epitélio alveolar por zônulas de oclusão, evitando que o líquido intersticial vaze para dentro do lúmen alveolar. A superfície basal dessas células está em contato com uma lâmina basal e a superfície luminal é coberta pelo surfactante produzido pelas células alveolares do tipo II. As células alveolares do tipo I não são capazes de divisão celular. Células Alveolares do Tipo II As células alveolares do tipo li, também denominadas pneumócitos do tipo II, são células secretoras. Essas células cúbicas estão localizadas por entre as células alveolares do tipo I, representando 60% das células do revestimento alveolar, porém, devido a seu formato diferente, cobrem apenas cerca de 5% da superfície alveolar. O citoplasma apical dessas células é preenchido com grânulos que podem ser

12 visualizados no microscópio eletrônico como pilhas de vesículas secretoras, denominadas corpos lamelares. Essas vesículas contêm uma mistura de fosfolipídios e proteínas, que é secretada por exocitose para formar o revestimento alveolar, denominado surfactante. O surfactante é produzido constantemente pelas células alveolares do tipo II e é fagocitado e reciclado pelas próprias células alveolares do tipo II. Além de produzirem e fagocitarem o surfactante, as células alveolares tipo II sofrem mitose para regenerarem a si próprios e às células alveolares do tipo I. A camada de surfactante produzida pelas células alveolares do tipo II reduz a tensão superficial do alvéolo. O componente mais importante do surfactante é um fosfolipídio denominado DPPC, que é responsável por quase todas as propriedades de redução da tensão superficial do surfactante. A síntese de surfactante no feto ocorre após a 25ª semana de gestação e é modulada por uma variedade de hormônios, incluindo o cortisol, a insulina, a prolactina e os hormônios tireoidianos. Sem a secreção adequada de surfactante, os alvéolos entrariam em colapso a cada expiração. Esse colapso ocorre nos recém-nascidos prematuros cujos pulmões não se desenvolveram suficientemente para produzir surfactante, causando a síndrome de angústia respiratória neonatal (SARN). Macrófagos Alveolares Os macrófagos alveolares estão presentes tanto no tecido conjuntivo do septo alveolar quanto no espaço aéreo do alvéolo. Nos espaços aéreos eles removem material particulado inalado e, por isso, recebe o nome alternativo de células da poeira. Os macrófagos são derivados de monócitos sanguíneos e pertencem ao sistema mononuclear fagocitário. Alguns macrófagos passam, do espaço aéreo alveolar para a árvore brônquica sendo eliminados por deglutição ou expectoração quando alcançam a faringe. Outros macrófagos permanecem no tecido conjuntivo septal onde, repletos de material fagocitado acumulado, podem permanecer durante toda a vida do indivíduo. BARREIRA HEMATOAÉREA Os alvéolos são circundados e separados uns dos outros pelo septo alveolar, uma camada de tecido conjuntivo rica em fibras elásticas contendo capilares sanguíneos. A barreira hematoaérea refere-se às células e produtos celulares através dos quais os gases devem se difundir entre o ar alveolar e o sangue dos capilares pulmonares. A barreira hematoaérea é formada por uma fina camada de surfactante, uma célula alveolar do tipo I, a lâmina basal da célula alveolar, o tecido conjuntivo do septo alveolar, a lâmina basal da célula endotelial e uma célula endotelial do capilar pulmonar. A barreira hematoaérea mais fina ocorre quando as duas lâminas basais estão fundidas, não existindo o tecido conjuntivo do septo alveolar entre elas. Acredita-se que a maior parte da troca gasosa ocorra através desse tipo de barreira hematoaérea. Observe a figura a seguir. 12

13 Observação da estrutura alveolar pela microscopia eletrônica mostra aberturas nos septos interalveolares que permitem a circulação de ar de um alvéolo para outro. Esses poros alveolares, denominados poros de Kohn, podem ter grande importância em algumas condições patológicas, como a doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC), na qual alguns alvéolos ficam impedidos de receber o ar inspirado pela via normal. Esses alvéolos podem continuar a ser aerados, através dos poros de Kohn, a partir de um lóbulo ou ácino adjacente. PLEURA A pleura é uma membrana serosa que envolve cada pulmão formada por duas lâminas: a lâmina parietal e a lâmina visceral. Essas lâminas são constituídas por mesotélio (epitélio simples pavimentoso) e por uma fina camada de tecido conjuntivo frouxo com fibras colágenas e elásticas. O mesotélio de cada lâmina, um de frente ao outro, delimita uma cavidade denominada cavidade pleural. Essa cavidade contém uma película de líquido seroso lubrificante, que permite o deslizamento suave dos dois folhetos durante os movimentos respiratórios, impedindo o atrito entre o mesotélio da pleura visceral e o mesotélio da pleura parietal. Observe a figura a seguir. 13 A pressão entre as duas pleuras, chamada de pressão intrapleural, é sempre menor do que a pressão atmosférica, pressão necessária para manter os pulmões abertos no repouso. Logo antes da inspiração, a pressão intrapleural é de aproximadamente 756 mmhg, 4 mmhg menor do que a pressão atmosférica que é de 760 mmhg. Quando o diafragma e os músculos intercostais externos se contraem e o tamanho total da cavidade torácica aumenta, o volume da cavidade pleural também aumenta, o que provoca uma redução da pressão intrapleural para aproximadamente 754 mmhg, facilitando ainda mais a expansão pulmonar.